Межгосударственный стандарт гост 30629-99 "Материалы и изделия облицовочные из горных пород. Методы испытаний" (утв постановлением Госстроя РФ от 27 июня 2000 г. N 62)

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4

Примечание - Показатели, указанные в скобках для признака однородности,│

│относят к статуарным разновидностям камня. │

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Горные породы, не вошедшие в таблицу 10, должны быть отнесены к породам, сходным с ними по структуре и физико-механическим показателям.

После ввода корректирующих коэффициентов производят расчет итоговой оценки декоративности А_д, получаемой путем суммирования скорректированных балльных оценок по формуле

А = (Сумма Ц)К + (Сумма Т)К + ФК (1)

д ц т ф

где

Сумма Ц - суммарная оценка декоративности по признакам цвета, баллы;

Сумма Т - то же, по признакам текстуры, баллы;

К - корректирующий коэффициент признаков цвета;

ц

К - корректирующий коэффициент признаков текстуры;

т

Ф - оценка декоративности по признаку фактуры (полируемости), баллы;

К - корректирующий коэффициент признака фактуры (полируемости).

ф

В случае получения дробного результата его округляют до целого числа баллов.

Итоговую оценку декоративности рассчитывают для каждого образца горной породы, затем рассчитывают среднеарифметическое значение для соответствующей породы. Пример оценки декоративности гранита месторождения Сюскюянсаари приведен в приложении Г.

Для установления класса декоративности горной породы итоговую среднеарифметическую оценку декоративности, полученную по формуле (1), сопоставляют с классификацией декоративности облицовочных каменных материалов, приведенных в 5.8 ГОСТ 9479, и в зависимости от величины А_д относят оцениваемый камень к тому или иному классу.

Таблица 11

┌──────────┬────────────┬─────────────────────────────────┬─────────────┐

│Показатель│Вид │Отрицательные признаки │Корректирую- │

│декоратив-│природного │ │ щий │

│ности │камня │ │ коэффициент │

├──────────┼────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ Цвет │Граниты │Желтые оттенки, бурые и темные│ 0,8-0,9 │

│ │красные │пятна │ │

│ │ │Локальные скопления темно-цветных│ │

│ │ │минералов │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Граниты │Желтые и бурые оттенки,│ 0,8-0,9 │

│ │серые │неравномерность расцветки │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Лабрадориты │Бурые пятна, желтоватые│ 0,7 │

│ │черные │осветленные участки, малая│ │

│ │ │ирризация и ее отсутствие │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Лабрадориты │Отсутствие ирризации, белесоватые│ 0,7 │

│ │серые │участки │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Габбро │Серые оттенки, неравномерность│ 0,7-0,8 │

│ │ │расцветки │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мрамор белый│Неравномерность расцветки,│ 0,7-0,8 │

│ │статуарный │холодный тон, прожилки │ │

├──────────┼────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│Цвет │Мрамор белый│Неравномерность расцветки │ 0,8-0,9 │

│ │облицовочный│ │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мрамор серый│Желтые и бурые оттенки,│ 0,6-0,7 │

│ │ │прямолинейный характер рисунка │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мрамор │Желтоватые и белесоватые участки │ 0,7-0,8 │

│ │черный │ │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мрамор │Слабая насыщенность основного│ 0,8-0,9 │

│ │цветной │тона с наличием ахроматических│ │

│ │ │участков │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Известняки │Неравномерность окраски │ 0,7-0,8 │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Доломиты │Наличие пор, располагаемых│ 0,6-0,8 │

│ │ │незакономерно │ │

│ │ │Наличие включений, серые и бурые│ │

│ │ │оттенки │ │

├──────────┼────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│Текстура │Граниты │Рисунок в виде резких крупных│ 0,8-0,9 │

│ │ │пятен, хорошо заметных с большого│ │

│ │ │расстояния (8-10 м) │ │

│ │ │Рисунок в виде резких│ │

│ │ │прямолинейных полос │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Лабрадориты │Неравномерная и мелкозернистая│ 0,9 │

│ │ │структуры │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Габбро │Неравномерная структура │ 0,9 │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мрамор белый│Рисунок в виде мелких пятен,│ 0,8 │

│ │ │крупнозернистая структура │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мрамор │Мелкомасштабный рисунок,│ 0,8-0,9 │

│ │цветной, │крупнозернистая структура │ │

│ │серый и│ │ │

│ │черный │ │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Известняки и│Рисунок в виде мелких и крупных│ 0,7-0,8 │

│ │доломиты │пятен, крупнозернистая структура │ │

├──────────┼────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│Фактура │Граниты, │"Шагреневая" поверхность после│ 0,8-0,9 │

│ │лабрадориты,│полировки, невысокая полируемость│ │

│ │габбро │ │ │

│ ├────────────┼─────────────────────────────────┼─────────────┤

│ │Мраморы │Наличие неполирующихся участков │ 0,8 │

└──────────┴────────────┴─────────────────────────────────┴─────────────┘

6.3. Определение плотности и пористости горной породы

Плотность горной породы характеризуют параметрами средней и истинной плотности.

Среднюю плотность определяют путем измерения массы единицы объема образцов горной породы с порами.

Истинную плотность определяют путем измерения массы единицы объема измельченной и высушенной породы без пор.

Пористость определяют расчетным путем на основании предварительно установленных значений средней и истинной плотности.

Плотность определяют на пяти образцах идентифицированной горной породы в следующей последовательности:

- маркируют каждый отобранный образец, присваивая ему порядковый номер;

- определяют среднюю плотность каждого промаркированного образца и вычисляют среднеарифметическое значение средней плотности горной породы;

- определяют истинную плотность каждого промаркированного образца и вычисляют среднеарифметическое значение истинной плотности горной породы.

6.3.1. Определение средней плотности

6.3.1.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329 или лабораторные по ГОСТ 24104.

Шкаф сушильный. Щетка металлическая.

6.3.1.2. Порядок подготовки к испытанию.

Среднюю плотность определяют на пяти образцах кубической или цилиндрической формы. Каждый образец очищают щеткой от рыхлых частиц, пыли и высушивают до постоянной массы.

6.3.1.3. Порядок проведения испытания.

Высушенные до постоянной массы образцы взвешивают, измеряют и определяют их объем.

6.3.1.4. Обработка результатов испытания.

Среднюю плотность ро_0, г/см3, вычисляют по формуле

m

ро = ───, (2)

0 V

где

т - масса образца, г;

V - объем образца, см3.

Среднюю плотность горной породы вычисляют как среднеарифметическое значение результатов определения средней плотности пяти образцов.

6.3.2. Пикнометрмческий метод определения истинной плотности

6.3.2.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Пикнометр вместимостью 100 мл по ГОСТ 22524.

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329 или лабораторные по ГОСТ 24104.

Стаканчик для взвешивания по ГОСТ 25336 или чашка фарфоровая по ГОСТ 9147.

Ступка чугунная или фарфоровая.

Эксикатор по ГОСТ 25336.

Кислота серная концентрированная по ГОСТ 2184.

Кальций хлористый (хлорид кальция) безводный по ГОСТ 450.

Шкаф сушильный.

Баня песчаная или водяная.

Дробилка щековая лабораторная ДЛЩ 60х100 (ДЛЩ 80х150) или мельница лабораторная.

Щетка металлическая.

Сито N 0125 по ГОСТ 6613.

6.3.2.2. Порядок подготовки к испытанию.

Для испытания используют образцы, на которых определялась средняя плотность. Каждый промаркированный образец очищают щеткой от пыли, измельчают до крупности 5 мм, затем перемешивают и полученную пробу квартованием сокращают до 150 г. Затем эту пробу вновь измельчают до крупности менее 1,25 мм, перемешивают и сокращают до 30 г. Приготовленную таким образом пробу измельчают в порошок в фарфоровой ступке, насыпают в стаканчик для взвешивания или в фарфоровую чашку, высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры над концентрированной серной кислотой или безводным хлоридом кальция, после чего отвешивают две навески массой по 10 г каждая (m).

6.3.2.3. Порядок, проведения испытания.

Каждую навеску высыпают в чистый высушенный пикнометр и наливают дистиллированную воду в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен не более чем на половину своего объема. Пикнометр в слегка наклонном положении ставят на песчаную или водяную баню и кипятят его содержимое 15 - 20 мин для удаления пузырьков воздуха. Пузырьки воздуха могут быть удалены также путем выдерживания пикнометра под вакуумом в эксикаторе. После удаления воздуха пикнометр обтирают, охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки дистиллированной водой и взвешивают (m1). Освобождают пикнометр от содержимого, промывают, наполняют до метки дистиллированной водой комнатной температуры и вновь взвешивают (m2).

6.3.2.4. Обработка результатов испытания.

Истинную плотность ро, г/см3, вычисляют по формуле

mро

в

ро = ──────────────-, (3)

m + m1 - m2

где

m - масса навески порошка, высушенного до постоянной массы, г;

ро - плотность воды, равная 1 г/см3;

в

m1 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г;

m2 - масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после

удаления пузырьков воздуха, г.

За результат принимают среднеарифметическое значение пяти параллельных испытаний.

6.3.3. Ускоренный метод определения истинной плотности

6.3.3.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Прибор Ле-Шателье (рисунок 1).

"Рисунок 1. Прибор Ле-Шателье"

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329 или лабораторные по ГОСТ 24104.

Стаканчик для взвешивания по ГОСТ 25336 или фарфоровая чашка по ГОСТ 9147.

Эксикатор по ГОСТ 25336.

Шкаф сушильный.

Кислота серная по ГОСТ 2184.

Хлористый кальций (хлорид кальция) безводный по ГОСТ 450.

Сито с размером отверстий 5 мм по ГОСТ 6613.

Щетка металлическая.

6.3.3.2. Порядок подготовки к испытанию.

Пробу готовят по 6.3.2.2.

Подготовленную пробу высыпают в стаканчик для взвешивания или в фарфоровую чашку, высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или безводным хлоридом кальция.

После этого отвешивают две навески массой по 50 г каждая (m).

6.3.3.3. Порядок проведения испытания.

Прибор заполняют водой до нижней нулевой отметки, уровень воды определяют по нижнему мениску.

Каждую навеску через воронку прибора высыпают небольшими равномерными порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе, определяемый по нижнему мениску, не поднимется до риски с делением 20 мл.

Для удаления пузырьков воздуха прибор поворачивают несколько раз вокруг его вертикальной оси.

Остаток навески, не вошедший в прибор, взвешивают с погрешностью до 0,01 г (m1).

6.3.3.4. Обработка результатов испытания.

Истинную плотность ро, г/см3, вычисляют по формуле

m - m1

ро = ───────-, (4)

V

где

m - масса высушенной навески, г;

m1 - масса остатка, г;

V - объем воды, вытесненной порошком, см3.

За результат принимают среднеарифметическое значение пяти параллельных испытаний.

6.3.4. Определение пористости

Пористость горной породы определяют на основании предварительно установленных значений истинной и средней плотности горной породы.

Величину пористости V_пор, %, вычисляют по формуле

ро

0

V = (1 - ────)100, (5)

пор ро

где

ро - средняя плотность горной породы, г/см3;

0

ро - истинная плотность горной породы, г/см3.

6.4. Определение водопоглощения горной породы

Водопоглощение определяют путем сравнения массы образцов горной породы в насыщенном водой состоянии и после высушивания.

6.4.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329.

Шкаф сушильный.

Сосуд для насыщения образцов водой.

Щетка металлическая.

6.4.2. Порядок подготовки к испытанию и проведение испытания.

Водопоглощение горной породы определяют на пяти образцах кубической формы с ребром 40 - 50 мм или цилиндрах диаметром и высотой 40 - 50 мм. Образцы очищают металлической щеткой от рыхлых частиц и пыли и высушивают до постоянной массы.

Образцы взвешивают после их полного остывания на воздухе до температуры помещения.

Образцы укладывают в сосуд с водой, имеющей температуру (20+-5)°С, в один ряд так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха образцов на 20 мм. Образцы выдерживают в воде в течение 48 ч, извлекают из сосуда, удаляют с поверхности влагу мягкой тканью и взвешивают. Массу воды, вытекшей из пор образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.

6.4.3. Обработка результатов испытания.

Водопоглощение W_погл, % по массе вычисляют по формуле

m1 - m

W = ───────── 100, (6)

погл m

где

m1 - масса образца в насыщенном водой состоянии, кг;

m - масса образца в сухом состоянии, кг. Величину водопоглощения

вычисляют как среднеарифметическое значение результатов определения

водопоглощения пяти образцов горной породы.

6.5. Определение предела прочности при сжатии и снижения
прочности при сжатии горной породы в водонасыщенном состоянии

Сущность метода заключается в измерении максимальной разрушающей нагрузки, приложенной к торцам цилиндрического или кубического образца горной породы в сухом и водонасыщенном состоянии.

Снижение прочности при сжатии характеризуют разностью между пределами прочности при сжатии образцов в сухом и водонасыщенном состоянии.

6.5.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Пресс гидравлический с усилием от 100 до 500 кН по ГОСТ 28840 или ГОСТ 9753 с регулируемой скоростью приложения нагрузки и погрешностью измерения не более 2%.

Станок сверлильный по ГОСТ 1222 или аналогичного типа с твердосплавными по ГОСТ 11108 или алмазными коронками для выбуривания образцов из проб горных пород.

Машина камнерезная для изготовления образцов, снабженная отрезными алмазными кругами диаметром не менее 250 мм по ГОСТ 10110 или ГОСТ 16115.

Плита поверочная по ГОСТ 10905 или стойка типа C-III по ГОСТ 10197 с индикатором часового типа по ГОСТ 577 или индикатором многооборотным по ГОСТ 9696.

Штангенциркуль по ГОСТ 166.

Угольник поверочный по ГОСТ 3749.

Шкаф сушильный.

Сосуд для насыщения образцов водой.

Шлифзерно (порошок шлифовальный) 12 и 8 по ГОСТ 3647.

Щетка.

6.5.2. Порядок подготовки к испытанию.

Из пробы горной породы, отобранной при геологической разведке и представленной керном или штуфом, при помощи сверлильной или камнерезной машины изготавливают пять образцов в форме цилиндра диаметром и высотой 40 - 50 мм или куба с ребром 40 - 50 мм. Для горных пород с выраженной слоистостью изготавливают десять образцов.

Допускается испытывать керны диаметром от 40 до 110 мм и высотой, равной диаметру, полученные в процессе разведочного бурения из одного слоя породы, с пришлифованными торцами, если керны не имеют внешних повреждений.

Отношение высоты к диаметру образцов допускается от 0,9 до 1,1.

Торцевые поверхности образцов-цилиндров и грани образцов-кубов обрабатывают с помощью шлифовального порошка. После шлифования отклонение от плоскостности, измеренное по четырем углам образца-куба или четырем точкам взаимно перпендикулярных диаметров образца-цилиндра, должно быть не более 0,1 мм. Отклонение от плоскостности определяют на двух противоположных гранях, которыми образец при испытании контактирует с плитами пресса. Параллельность граней, к которым прикладывают нагрузку, определяют индикатором по четырем измерениям диаметрально расположенных образующих образца-цилиндра или ребер образца-куба. Отклонение от параллельности должно быть не более +- 0,02 мм.

Для горных пород с выраженной слоистостью оси образцов, по направлению которых проводят сжатие, должны располагаться: у пяти образцов - перпендикулярно слоистости, у других пяти - параллельно слоистости. Образцы должны быть промаркированы стрелкой перпендикулярно слоистости породы.

Испытание образцов проводят в сухом и в водонасыщенном состоянии.

Перед определением прочности образцы высушивают до постоянной массы и измеряют. Результаты измерений записывают в журнал.

Для определения предела прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии образцы укладывают в сосуд с водой с температурой (20+-5)°С так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха образцов не менее чем на 20 мм. Образцы выдерживают в течение 48 ч, после чего их извлекают из сосуда, удаляют влагу с поверхности влажной мягкой тканью и испытывают на прессе. Образцы не должны иметь трещин, в том числе волосяных.

6.5.3. Порядок проведения испытания.

Образец устанавливают в центре, совмещая оси образца с центром нижней опорной плиты, и прижимают верхней плитой пресса, которая должна плотно прилегать по всей торцевой грани образца.

При испытании нагрузка на образец должна возрастать непрерывно и равномерно со скоростью от 0,3 до 0,5 МПа (от 3 до 5 кгс/см2) в секунду.

Значение разрушающей нагрузки должно составлять от 20 до 80% максимального усилия, развиваемого прессом. Записывают максимальную величину разрушающей нагрузки.

6.5.4. Обработка результатов испытания.

Предел прочности при сжатии R_сж, МПа (кгс/см2), вычисляют с точностью до 1 МПа по формуле

P

R = ────-, (7)

сж F

где

Р - разрушающая нагрузка, Н (кгс);

F - площадь поперечного сечения образца, см2.

Предел прочности при сжатии вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытаний пяти образцов. Для образцов горной породы с выраженной слоистостью отдельно записывают результаты, полученные при испытании вдоль слоистости и перпендикулярно к ней.

6.5.5. Снижение прочности при сжатии горной породы в водонасыщенном состоянии ДельтаR, %, вычисляют по формуле:

R R'

сж - сж

Дельта R = ─────────── 100, (8)

R

сж

где

R' - средняя прочность водонасыщенных образцов, МПа (кгс/см2);

сж

R - средняя прочность образцов, высушенных до постоянной массы,

сж МПа (кгс/см2).

6.6. Определение предела прочности на растяжение
при изгибе горной породы

Сущность метода заключается в измерении максимальной разрушающей нагрузки, вертикально передаваемой через шаровой шарнир образцу, установленному на двух опорах.

6.6.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Средства контроля и вспомогательное оборудование - по 6.5.1 со следующими дополнениями:

Устройство для испытания прочных и средней прочности пород состоит из двух опор, на которые симметрично устанавливают образец длиной L. Одна из опор является шарнирно-неподвижной, обеспечивающей только поворот образца, вторая - шарнирно-подвижной, обеспечивающей поворот образца и его смещение в плоскости изгиба. Шарнирно-подвижная опора траверсы выполнена в виде цилиндрического катка, установленного между опорными пластинами. Шарнирно-неподвижная опора выполнена в виде шара, установленного между опорными подушками со сферическими поверхностями.

Нагрузка от испытательной машины передается в середине пролета образца-призмы через шаровой шарнир по схеме, приведенной на рисунке 2.

"Рисунок 2. Схема нагрузки от испытательной машины в середине пролета образца-призмы через шаровой шарнир"

Устройство для испытания низкопрочных пород состоит из двух опор, на которые устанавливают образец. Одна из опор является шарнирно-неподвижной, другая - шарнирно-подвижной. Нагрузка от испытательной машины на образец передается через шаровой шарнир на распределительную траверсу, выполненную в виде однопролетной балки. Длина траверсы должна быть не менее половины длины образца.

Нагрузка с траверсы на образец должна передаваться через шарнирно-подвижную и шарнирно-неподвижную опоры.

Прогиб траверсы под нагрузкой - не более 1/500 ее пролета. Нагрузка от испытательной машины на траверсу передается в середине ее пролета через шаровой шарнир, в качестве которого может быть использован верхний шарнир испытательной машины (рисунок 3).

Допускается проводить испытания прочных и средней прочности пород по схеме, приведенной на рисунке 3.

"Рисунок 3. Схема проведения испытаний прочных и средней прочности пород"

6.6.2. Порядок подготовки к испытанию.

Из отобранных штуфов горной породы при помощи камнерезной машины изготавливают пять образцов-призм размером не менее 50х50х250 мм. Для горных пород с выраженной слоистостью изготавливают десять образцов-призм, у пяти из которых длинная ось должна быть параллельна, а у других пяти - перпендикулярна слоистости.

На грани образцов должна быть нанесена стрелка перпендикулярно слоистости породы.

Поверхности образца-призмы обрабатывают с помощью шлифовального порошка. После шлифования определяют отклонение от плоскостности и перпендикулярности граней. Отклонение от плоскостности принимают равным наибольшему результату из измерений в четырех угловых точках и в точке пересечения диагоналей. Индикаторы настраивают на нулевой отсчет по поверочной плите. Отклонение от плоскостности должно быть не более 0,02 мм. Отклонение от перпендикулярности опорных граней образца-призмы определяют поверочным угольником в четырех точках каждой торцевой поверхности, смещенных относительно друг друга на 90°.

Перед испытанием измеряют линейные размеры образцов и результаты записывают в журнал.

Испытание образцов проводят как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии. Насыщение образцов проводят по 6.5.2.

6.6.3. Порядок проведения испытания.

Образцы устанавливают на опоры (рисунки 2 и 3) и прикладывают нагрузку до разрушения образца. Скорость увеличения нагрузки должна быть постоянной в пределах от 0,3 до 0,5 МПа в секунду. Значение разрушающей нагрузки должно быть в пределах от 20 до 80% максимального усилия, развиваемого прессом.

6.6.4. Обработка результатов испытания.

Предел прочности на растяжение при изгибе образца R_изг вычисляют с точностью до 1 МПа, а при прочности менее 10 МПа - до 0,1 МПа по формулам:

при проведении испытания по схеме рисунка 2

3Рl

R = ───────-, (9)

изг 2

2bh

при проведении испытания по схеме рисунка 3

Рl

R = ──────-, (10)

изг 2

bh

где

Р - максимальная нагрузка при разрушении образца, Н (кгс);

l - расстояние между опорами, мм;

b - ширина образца, мм;

h - высота образца, мм.

Предел прочности на растяжение при изгибе вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытания пяти образцов, при этом в отчете об испытаниях указывают наибольшее и наименьшее значения полученных результатов.

Для образцов горной породы с выраженной слоистостью записывают отдельно результаты, полученные при испытании вдоль слоистости и перпендикулярно к ней.

6.7. Определение сопротивления горной породы ударным воздействиям

Сущность метода заключается в определении минимальной высоты падения груза, при которой на образце появляются трещины или образец разрушается.

6.7.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Копер типа Педжа, типа Мартенса или аналогичный указанному на рисунке 4 с гирей массой (1000+-5) г, заканчивающейся полусферой диаметром (30+-0,5) мм.

Боек гири (полусфера), выполненный из качественной углеродистой или легированной стали твердостью (60+-5) HRC.

Ящик размером не менее 400х400х100 мм.

Песок природный по ГОСТ 8736 с модулем крупности от 1,5 до 2,0.

Лупа ЛИ-3-10(х) по ГОСТ 25706.

6.7.2. Порядок подготовки к испытанию и проведение испытания.

Изготавливают четыре образца горной породы размером 200х200х30 мм. На образцах устанавливают и отмечают геометрический центр. Фактура поверхности образцов должна быть пиленой. Образец в воздушно-сухом состоянии (состоянии естественной влажности) укладывают в центр ящика на выровненный слой песка толщиной не менее 100 мм. Затем приступают к нанесению ударов падающей гирей в геометрический центр образца. Первый удар наносят с высоты 15 см, каждый следующий удар наносят, поднимая гирю последовательно на 5 см. После каждого удара образцы осматривают. Испытание проводят до тех пор, пока на образце не появятся видимые трещины или образец не разрушится. Во время проведения испытания необходимо следить, чтобы подстилающий слой песка был выровнен.

"Рисунок 4. Копер для испытания на ударное воздействие"

6.7.3. Обработка результатов испытания.

В качестве показателя сопротивления горной породы ударному воздействию принимают минимальную высоту сбрасывания гири в сантиметрах, при которой на образце появились трещины или произошло его разрушение.

Сопротивление горной породы ударным воздействиям вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытания четырех образцов.

6.8. Определение истираемости горной породы

Сущность метода заключается в определении потери массы или объема образца горной породы, прошедшего не менее 1000 м пути истирания.

6.8.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Круг истирания ЛКИ-3 (рисунок 5) или аналогичные.

"Рисунок 5. Круг истирания типа ЛКИ-3"

Весы лабораторные по ГОСТ 24104.

Штангенциркуль по ГОСТ 166.

Щетка.

Линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427.

Шлифзерно карбид кремния зеленый марок 63 С или 64 С, или карбид кремния черный марок 55 С и 54 С.

Круги истирания должны иметь съемный, вращающийся в горизонтальной плоскости истирающий диск, изготовленный из серого чугуна твердостью по Шору 30 - 50 (185 - 215 кН/см2). На поверхности истирающего диска не допускаются выбоины и углубления шириной более 5 мм и глубиной более 0,5 мм. Скорость вращения истирающего диска под нагрузкой должна быть (30+-1) об/мин. Круг истирания должен быть оборудован приспособлением для свободной (в вертикальной плоскости) установки образцов и их загружения вертикальной нагрузкой, а также счетчиком оборотов с автоматическим выключением истирающего диска через каждые 30 м пути истирания.

6.8.2. Порядок подготовки к испытанию и проведение испытания.

Из пробы горной породы изготавливают по 6.5.2 пять образцов. Истиранию подвергают одну (опорную) грань образца. Отклонение от плоскостности опорной грани, определяемое по 6.6.2, должно быть не более 0,05 мм.

Допускается использовать кубы или цилиндры, изготовленные из бетона или другой горной породы, на которые наклеивают плитки толщиной от 40 до 20 мм из испытываемой на истираемость горной породы. При этом размеры образцов должны соответствовать указанным в 6.5.2, а отклонение от плоскостности поверхности наклеенной плитки должно быть не более 0,05 мм.

Образцы испытывают в воздушно-сухом состоянии. Допускается, в необходимых случаях, проводить испытания образцов в водонасыщенном состоянии.

Перед испытанием образцы очищают щеткой от рыхлых частиц и пыли. Взвешивают с точностью до 0,1 г и измеряют линейные размеры опорной грани образцов с точностью до 0,1 мм.

Образцы устанавливают в специальные гнезда круга истирания. После установки проверяют возможность свободного перемещения образцов в гнездах в вертикальной плоскости.

На истирающий диск равномерным слоем насыпают первую порцию шлифзерна массой (20+-1) г. Расчет количества шлифзерна проводят исходя из того, что общий путь истирания равен 1000 м, при этом на каждые 30 м пути истирания насыпают новую порцию шлифзерна.

При испытании на круге истирания водонасыщенных образцов стирающий диск перед нанесением на него первой порции абразива протирают влажной тканью, а каждые 20 г абразива равномерно увлажняют 15 мл воды.

На круге истирания ЛКИ-3 испытывают одновременно два образца.

После установки образца (образцов) и нанесения на круг истирания абразива включают привод круга и проводят истирание под вертикальной нагрузкой, равной 294 Н (30 кгс). Через каждые 30 м пути истирания, пройденного образцами (28 оборотов на круге ЛКИ-3), истирающий диск останавливают. С круга удаляют щеткой остатки абразивного материала и снова включают привод. Операцию повторяют 17 раз, что соответствует одному циклу испытания (510 м пути истирания). Всего проводят два цикла испытания, что составляет порядка 1000 м пути истирания. После двух циклов испытаний образцы обтирают сухой тканью и взвешивают. Водонасыщенные образцы после каждого цикла помещают на 30 мин в воду, затем излишки воды удаляют, промокая влажной тканью, и взвешивают.

6.8.3. Обработка результатов испытания.

Истираемость R_ист, г/см2, вычисляют с точностью до 0,1 г/см2 по формуле (11) и с точностью до 0,1 мм по формуле (12)

m - m1

R = ─────────-, (11)

ист S

(m - m1) х 10

R = ───────────────, (12)

ист ро х S

0

где

m - масса образца до испытания, г ;

m - масса образца после испытания, г ;

1

S - площадь опорной грани образца, см2;

ро - средняя плотность образца, г/см3.

0

За результат принимают среднеарифметическое значение результатов пяти параллельных испытаний.

6.9. Определение микротвердости горной породы

Сущность метода заключается в определении твердости горной породы по методу Кноопа по длине диагонали отпечатка от алмазной пирамиды.

6.9.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Микроскоп-микротвердомер типа ПМТ-3 (рисунок 6) или другой микротвердомер, позволяющий выполнять испытания при нагрузке (1+-0,05)Н (100+-5) гс на алмазную пирамиду с углом при вершине 136°.

Твердомер с рабочим наконечником в виде алмазной ромбовидной пирамиды (рисунок 7) с углом при вершине 136°.

Лента полимерная с клеящим слоем (скотч) или пластилин.

Секундомер.

6.9.2. Порядок подготовки к испытанию и проведение испытания.

Из отобранных штуфов горной породы при помощи камнерезной машины изготавливают четыре образца размером 120х50х10 мм. Фактура лицевой поверхности образца должна быть полированной или лощеной - для неполирующихся горных пород, грани образца должны быть параллельны. Отклонение от плоскостности поверхности грани должно быть не более 0,05 мм.

"Рисунок 6. Общий вид прибора ПМТ-3 для определения микротвердости"

Образец укладывают на планку и закрепляют скотчем или пластилином так, чтобы исследуемая поверхность образца располагалась параллельно рабочей плоскости стола. Планку с образцом помещают на столик и при помощи микроскопа выбирают место для нанесения отпечатка. Поворачивая столик на 180° вокруг вертикальной оси при помощи рукоятки, подводят выбранное на образце место под острие алмазной пирамиды и вдавливают ее в образец. Давление на пирамиду оказывают грузом массой (100+-5) г. Продолжительность выдержки под нагрузкой должна быть от 5 до 10 с. Алмазный наконечник (пирамиду) с грузом возвращают в прежнее положение. Образец устанавливают против микроскопа для измерения длины диагонали. Совмещая отпечаток с перекрестием, измеряют длину диагонали отпечатка. На каждом образце производят десять измерений по двум линиям, параллельным длинной стороне образца. Расстояние между линиями и первой точкой от края образца - 20 мм, между соседними точками - 10 мм.

За результат измерения на данном образце принимают длину максимальной диагонали отпечатка.

"Рисунок 7. Алмазный наконечник (пирамида) твердомера

Микротвердость Н, кгс/мм2, вычисляют по формуле

139,454Р

Н = ─────────, (13)

2

l

где

Р - нагрузка, Н (гс);

l - длина диагонали отпечатка, мкм.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение четырех параллельных испытаний.

6.10. Определение морозостойкости горной породы

Сущность метода заключается в определении прочности горной породы после заданного числа циклов попеременного замораживания и оттаивания.

6.10.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Камера морозильная, обеспечивающая достижение и поддержание температуры минус (20+-2)°С.

Шкаф сушильный.

Пресс гидравлический с максимальным усилием до 500 кН по ГОСТ 28840.

Ванна с устройством для поддержания температуры (20+-2)°С для насыщения образцов водой и их оттаивания.

Контейнеры для образцов.

6.10.2. Порядок подготовки к испытанию и проведение испытания.

Для каждого испытания изготавливают по 6.5.2 пять образцов горной породы, для пород с выраженной слоистостью - десять образцов.

Образцы укладывают в ванну на решетку в один ряд и заливают водой так, чтобы уровень воды был выше верха образцов на 20 мм. Образцы выдерживают в воде 48 ч, после чего образцы извлекают из ванны, удаляют влагу с поверхности образцов мягкой влажной тканью. Образцы устанавливают в контейнер или на сетчатый стеллаж морозильной камеры так, чтобы расстояние между образцами, стенками контейнера и вышележащими стеллажами было не менее 30 мм. Началом замораживания считают момент установления в камере температуры минус 18°С. Продолжительность выдерживания образцов в камере при температуре минус (20+-2)°С должна составлять 4 ч, после чего образцы помещают в ванну и выдерживают в ней до полного оттаивания, но не менее 2 ч. Далее цикл замораживания - оттаивания повторяют.

После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания по пять водонасыщенных образцов подвергают испытанию на сжатие по 6.5.3.

6.10.3. Обработка результатов испытания.

Потерю прочности образцов ДельтаR, %, вычисляют по формуле

Rсж - R'сж

ДельтаR = ───────────- 100, (14)

Rcж

где

R - среднеарифметическое значение предела прочности при сжатии

сж образцов в водонасыщенном состоянии, МПа (кгс/см2);

R' - среднеарифметическое значение предела прочности при сжатии

сж образцов после испытания на морозостойкость, МПа (кгс/см2).

Потерю прочности образцов вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытания пяти образцов. Для образцов горной породы с выраженной слоистостью отдельно записывают результаты, полученные при испытании вдоль слоистости и перпендикулярно к ней.

Горная порода отвечает соответствующей марке по морозостойкости, если значение потери прочности при сжатии после установленного числа циклов попеременного замораживания и оттаивания не превышает 20%.

6.11. Определение кислотостойкости горной породы

Сущность метода заключается в определении потери массы образцов горной породы карбонатного состава, прошедших испытание в течение 40 сут в растворе серной кислоты с рН 3,5.

6.11.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104.

Эксикатор по ГОСТ 25336.

Шкаф сушильный.

Колбы мерные вместимостью 1 л по ГОСТ 1770.

Бюретки по ГОСТ 29252.

Пипетки по ГОСТ 29227 или ГОСТ 29228.

Бутыли полиэтиленовые или стеклянные вместимостью 10 л.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328.

Кислота серная по ГОСТ 4204 с рН 3,5 (0,3 г/л). Концентрацию кислоты в рабочем растворе определяют методом кислотно-основного титрования по индикатору фенолфталеину.

Щетка по ГОСТ 10597.

Индикатор фенолфталеин.

6.11.2. Порядок подготовки к испытанию.

По 6.5.2 изготавливают пять образцов горных пород карбонатного состава. Каждый образец высушивают до постоянной массы, очищают щеткой от рыхлых частиц и пыли, взвешивают и определяют массу и площадь поверхности каждого образца.

Кислотостойкость горных пород карбонатного состава определяют в стационарных условиях с периодической, раз в четыре дня (1 цикл испытания), сменой агрессивного раствора. Концентрация агрессивного раствора серной кислоты должна соответствовать рН (3,5+-0,2). Колебания температуры воздуха рабочего помещения в процессе испытания допускаются не более +-3°С.

В процессе испытания агрессивный раствор, находящийся в рабочей емкости, утром и вечером тщательно перемешивают.

Перед заменой агрессивного раствора на новый необходимо определить концентрацию кислоты в применяемом растворе.

6.11.3. Порядок проведения испытания.

Каждый образец помещают в отдельный эксикатор, заливают агрессивным раствором серной кислоты с рН (3,5+-0,2) в соотношении 5:1 (объем агрессивного раствора в см3 к 1 см2 поверхности образца) и выдерживают 4 сут. Затем агрессивный раствор меняют на новый и испытания продолжают. В указанной последовательности операцию повторяют еще девять раз. После десятого цикла образцы высушивают до постоянной массы, очищают щеткой от рыхлых частиц (продуктов коррозии), взвешивают и определяют массу каждого образца.

6.11.4. Обработка результатов испытания.

Потерю массы образца Дельта m, %, вычисляют с точностью до 0,01% по формуле

m1 - m2

Дельта m = ───────── 100, (15)

m1

где

m1 - масса образца, высушенного до постоянной массы, до испытания,

г;

m2 - масса образца, высушенного до постоянной массы, после

испытания, г.

За результат принимают среднеарифметическое значение результатов испытания пяти образцов.

Горную породу считают кислотостойкой, если величина потери массы после 10 циклов испытания не превышает 0,1%.

6.12. Определение солестойкости горной породы

Сущность метода заключается в определении изменения массы горной породы, прошедшей испытание в течение 154 ч в насыщенном растворе сернокислого натрия.

6.12.1. Средства контроля и вспомогательное оборудование.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104.

Шкаф сушильный.

Бутыли полиэтиленовые или стеклянные вместимостью 10 л.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Натрий сернокислый по ГОСТ 4166 или натрия сульфат 10-водный по ГОСТ 4171.

Щетка по ГОСТ 10597.

Сосуд металлический для растворения сернокислого натрия и насыщения образцов раствором сернокислого натрия.

6.12.2. Порядок подготовки к проведению испытания и проведение испытания.

По 6.5.2 изготавливают пять образцов горных пород. Каждый образец высушивают до постоянной массы, очищают щеткой от рыхлых частиц, взвешивают и определяют массу каждого образца.

Раствор сернокислого натрия готовят следующим образом. Отвешивают 185 г безводного сернокислого натрия по ГОСТ 4166 или 420 г кристаллического сернокислого натрия по ГОСТ 4171 и растворяют в 1 л подогретой дистиллированной воды путем постепенного добавления в нее сернокислого натрия при тщательном перемешивании до насыщения раствора. Раствор охлаждают до температуры (20+-2)°С и сливают в бутыль.

Образцы укладывают в сосуд, заливают раствором сернокислого натрия в соотношении 5:1 (объем агрессивного раствора в см3 к 1 см2 поверхности образца) и выдерживают в нем в течение 48 ч при температуре (20+-2)°С.

Затем раствор сливают в бутыль для повторного использования, а сосуд с образцами помещают на 4 ч в сушильный электрошкаф, в котором поддерживают температуру (105+-5)°С.

После этого образцы охлаждают до комнатной температуры в течение 2 ч, вновь укладывают в сосуд, заливают раствором сернокислого натрия, выдерживают в течение 4 ч и вновь помещают в сушильный электрошкаф на 4 ч, после чего в течение 2 ч охлаждают до комнатной температуры. Раствор сернокислого натрия меняют на новый и в указанной последовательности (4 ч - погружение в раствор, 4 ч - высушивание и 2 ч - охлаждение) операцию повторяют еще девять раз. После каждого цикла раствор меняют на новый. После десятого цикла попеременного выдерживания в растворе, высушивания в сушильном шкафу и охлаждения образцы помещают на 10 мин в сосуд с горячей водой с температурой (60+-5)°С. Образцы извлекают из сосуда, обтирают влажной мягкой тканью, высушивают до постоянной массы, очищают щеткой от рыхлых частиц и взвешивают.

6.12.3. Обработка результатов испытания.

Потерю массы образцов Дельта m, %, вычисляют с точностью до 0,01% по формуле

m - m

1 2

Дельта m = ─────────- 100, (16)

m

1

где

m1 - масса образца до испытания г ;

m2 - масса образца после испытания, г.

За результат принимают среднеарифметическое значение результатов испытания пяти образцов.

Горную породу считают солестойкой, если величина потери массы после 10 циклов испытания не превышает 5%.

7. Определение трещиноватости блоков из горных пород

7.1. Средства контроля н вспомогательное оборудование.

Прибор ультразвуковой УК-15П или другие ультразвуковые импульсные приборы для испытания неметаллических строительных материалов, обеспечивающие диапазон прозвучивания блоков от 0,2 до 2,6 м на резонансной частоте акустических преобразований не менее 60 кГц и измерение времени распространения звуковых импульсов в диапазоне от 20 до 9999 мкс с относительной погрешностью измерения не более +-1%.

Линейка металлическая измерительная по ГОСТ 427.

Шаблон измерительный с точностью измерения 1,0 см (рисунок 8).

Молоток.

Щетка по ГОСТ 10597.

Ткань хлопчатобумажная или фланелевая.

Лупа ЛИ-3-10(3) или ЛИ-4-10(4) с микрометрической шкалой по ГОСТ 25706.

"Рисунок 8. Измерительный шаблон"

7.2. Трещиноватость блоков из горных пород определяют:

- наружным визуальным осмотром блоков;

- ультразвуковым методом, позволяющим определить наличие макротрещин внутри блока.

В зависимости от ориентации трещин выбирают рациональную схему распиловки блока и определяют показатель технологичности.

При визуальном осмотре для выявления трещин на поверхность блока накладывают влажную ткань на 3 - 5 мин, после ее снятия на поверхности проявляется рисунок трещин.

Длину трещин измеряют металлической линейкой, ширину - при помощи лупы с 10-кратным увеличением и микрометрической шкалой.

При определении макротрещин ультразвуковым теневым время-импульсным методом измеряют время распространения звукового импульса между излучающим и приемным акустическими преобразователями, расположенными соосно на противоположных гранях блока на расстоянии l друг от друга, и рассчитывают кажущуюся скорость распространения звукового импульса.

7.3. Порядок проведения испытания.

На боковые грани блока мелом наносят измерительную сетку с шагом

a = 0,2lср, (17)

где

l - среднее расстояние между боковыми гранями, на которые

ср наносят сетку, м.

При наличии видимых выступов в точках измерительной сетки их отбивают молотком. Поверхность в точках измерений очищают щеткой.

С помощью ультразвукового прибора в соответствии с его инструкцией по эксплуатации определяют время распространения звукового импульса t_i между расположенными на противоположных гранях друг против друга точками измерительной сетки. С помощью измерительного шаблона или линейки определяют расстояние между этими точками с погрешностью до 1 см.

7.4. Обработка результатов испытания.

По результатам измерений в каждой паре точек рассчитывают кажущуюся скорость распространения звукового импульса С_к, м/с, по формуле

l

i

С = ────, (18)

к t

i

где

l - расстояние между расположенными друг против друга точками

i измерительной сетки, м;

t - время распространения звукового импульса между расположенными

i друг против друга точками измерительной сетки, с.

Блок считают трещиноватым, если значение кажущейся скорости распространения звукового импульса

C <= К x С ,

к 0

где

К - браковочный коэффициент, принимаемый равным 0,9;

С - эталонная скорость распространения звукового импульса, м/с,

0 рассчитываемая по формуле (19).

7.5. Определение эталонной скорости распространения звукового импульса.

Для установления значения эталонной скорости распространения звукового импульса проводят технологические испытания не менее 10 блоков без трещин с последующей их распиловкой. На каждом блоке определяют среднее значение скорости распространения звукового импульса С" проводя измерения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Эталонную скорость определяют по формуле

"Формула 19. Определение эталонной скорости распространения звукового импульса"

n

Сумма C

L=1 i

С = ──────────-, (19)

0 n

где

С - среднее значение скорости распространения звукового импульса;

i

n - число испытанных блоков.

8. Определение характеристик изделий из горных пород

8.1. Определение фактуры лицевой поверхности

8.1.1. Фактуру лицевой поверхности изделий из горных пород оценивают органолептическим методом путем сравнения с эталонами или инструментально с помощью приборов.

8.1.2. Оценку фактуры лицевой поверхности изделий из горных пород осуществляют на горизонтальной поверхности, равномерно освещенной искусственным источником света мощностью не менее 500 лк при применении люминесцентных ламп и 300 лк - ламп накаливания.

8.1.3. Методы и средства контроля, используемые для оценки фактуры лицевой поверхности изделий, приведены в таблице 12.

Blog

Межгосударственный стандарт гост 30629-99 "Материалы и изделия облицовочные из горных пород. Методы испытаний" (утв постановлением Госстроя РФ от 27 июня 2000 г. N 62)